(57)【要約】  光学撮像システムは、移動体通信機器の本体内に収容された第１のレンズ系であって、前記第１のレンズ系は第１の光軸と、前記本体に関連付けられた基準平面内で空間内に固定された第１の入射瞳孔と、第１の焦点距離とを有する、第１のレンズ系と、最低でも４８６ｎｍ〜最低でも６５６ｎｍのスペクトル範囲内で回折限界結像を提供する光学望遠鏡とを含み、前記光学撮像システムは、前記光学望遠鏡が前記第１のレンズ系と眼の視覚系の入射瞳孔（ＥＰＥ）との間に挿入されている場合に、前記ＥＰＥを前記第１の入射瞳孔上に実質的に等倍で結像し、且つその逆も行うように構成されている。
2019526346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学撮像システムであって、
モバイル通信装置の本体内に収容された第１のレンズ系であって、前記第１のレンズ系は第１の光軸と、前記本体に関連付けられた基準平面内で空間内に固定された第１の入射瞳孔と、第１の焦点距離とを有する、第１のレンズ系と、
最低でも４８６ｎｍ〜最低でも６５６ｎｍのスペクトル範囲内で回折限界結像を提供する光学望遠鏡と
を含み、前記光学撮像システムは、前記光学望遠鏡が前記第１のレンズ系と眼の視覚系の入射瞳孔（ＥＰＥ）との間に挿入されている場合に、前記ＥＰＥを前記第１の入射瞳孔上に実質的に等倍で結像し、且つその逆も行うように構成されている、
光学撮像システム。
【請求項２】
前記通信装置の本体内に収容された第２のレンズ系であって、前記第２のレンズ系は第２の光軸と、前記基準平面内で空間内に固定された第２の入射瞳孔と、第２の焦点距離とを有し、前記第２の入射瞳孔は前記基準平面内で前記第１の入射瞳孔から横方向にオフセットされている、第２のレンズ系と、
前記光学望遠鏡を前記本体に接続するための手段であって、前記手段は、前記基準平面内に位置する線に沿った第１の位置から第２の位置までの、前記光学望遠鏡の移動を提供するように構成された、手段と、
をさらに含み、
前記第１の位置は、前記望遠鏡の光軸と前記第１の光軸とが実質的に一致する場合と定義され、
前記第２の位置は、前記望遠鏡の前記光軸と前記第２の光軸とが少なくとも部分的に一致する場合と定義された、
請求項１に記載の光学撮像システム。
【請求項３】
前記第１の光軸と前記第２の光軸とは実質的に互いに平行である、請求項２に記載の光学システム。
【請求項４】
前記光学撮像システムは、前記光学望遠鏡が前記第２のレンズ系と前記ＥＰＥとの間に挿入されている場合に、前記ＥＰＥを前記第１の入射瞳孔上に実質的に等倍で結像し、且つその逆も行うように構成されている、請求項２に記載の光学システム。
【請求項５】
前記第１のレンズ系は、光学ダブレットを形成するように正レンズ要素と接合された、負の光学パワーを有するメニスカスレンズ要素と、前記光学ダブレットから空間的に分離された正の光学パワーのレンズ要素とを含む、請求項１に記載の光学システム。
【請求項６】
網膜を撮像するための方法であって、前記方法は、
通信装置内に構築された第１のレンズ系と眼との間に光学望遠鏡を位置付けて、眼の入射瞳孔（ＥＰＥ）を前記第１のレンズ系の第１の入射瞳孔（ＥＰ）上に、（ｉ）等倍、及び（ｉｉ）最低でも４８６ｎｍ〜最低でも６５６ｎｍのスペクトル範囲内での回折限界結像、を含む結像条件下で結像させること、
前記光学望遠鏡を通した前記眼の前記網膜の第１の像を、前記通信装置の第１のセンサーを用いて記録すること、
を含む、方法。
【請求項７】
前記光学望遠鏡と前記通信装置とを、前記第１のレンズ系の光軸に対する横断方向において、前記通信装置内に構築された第２のレンズ系の光軸が前記光学望遠鏡の光学系と実質的に一致するまで、互いに相対的に再位置付けすること、
前記光学望遠鏡を通した網膜表面の第２の像を、前記通信装置の第２のセンサーを用いて記録すること、
をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項８】
被検眼の瞳を外部光学系の瞳位置にリレーするリレー光学系であって、
正の第１レンズ群Ｇ１と、正の第２レンズ群Ｇ２とを備え、
前記正の第１レンズ群Ｇ１と前記正の第２レンズ群Ｇ２は、同一の光軸を有してアフォーカル系を形成し、且つ前記被検眼の瞳と前記外部光学系の瞳との間の共役関係を形成する、
リレー光学系。
【請求項９】
前記正のリレー光学系は、前記被検眼と前記外部光学系との間に配置された場合、前記正の第１レンズ群Ｇ１の前記被検眼側の焦点位置が、前記被検眼の瞳位置に一致し、且つ前記正の第２レンズ群Ｇ２の前記外部光学系側の焦点位置が、前記外部光学系の瞳位置に一致するように、構成される、
請求項８に記載のリレー光学系。
【請求項１０】
前記正の第１レンズ群Ｇ１と前記正の第２レンズ群Ｇ２との間に、前記被検眼の眼底の像が形成される、請求項８に記載のリレー光学系。
【請求項１１】
前記外部光学系は画像撮影レンズ系を備える、請求項８に記載のリレー光学系。
【請求項１２】
前記外部光学系は携帯型カメラの画像撮影レンズを備える、請求項８に記載のリレー光学系。
【請求項１３】
前記正の第１レンズ群Ｇ１は、前記被検眼側から順に、前記被検眼側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、正レンズとを含み、前記正の第２レンズ群Ｇ２は、前記被検眼側から順に、正レンズと、前記被検眼側に凸面を向けたメニスカスレンズとを含む、請求項８に記載のリレー光学系。
【請求項１４】
前記正の第１レンズ群Ｇ１の前記正メニスカスレンズは、前記被検眼側に向く凸面を有する正メニスカスレンズ要素と、前記被検眼側に向く凸面を有するメニスカスレンズとで構成された正の複合メニスカスレンズとして形成される、請求項１３に記載のリレー光学系。
【請求項１５】
前記正の第２レンズ群Ｇ２の前記メニスカスレンズ要素は、両凸正レンズと両凹レンズとの複合メニスカスレンズとして形成される、請求項１３に記載のリレー光学系。
【請求項１６】
前記正の第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１、前記正の第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２、  両レンズ群の主平面間隔をＤとするとき、実質的に以下の条件を満たす、請求項８に記載のリレー光学系。
ｆ１＋ｆ２＝Ｄ
【請求項１７】
前記正の第１レンズ群Ｇ１と前記正の第２レンズ群Ｇ２とは、実質的にアフォーカルリレー系を形成し、次の条件を満たす、請求項１６に記載のリレー光学系。
０．９＜ｆ２／ｆ１＜２．２
【請求項１８】
次の条件を満たす、請求項１６に記載のリレー光学系。
３０ｍｍ  ＜  ｆ１  ＜  ５０ｍｍ  、
３０ｍｍ  ＜  ｆ２  ＜  ６０ｍｍ
【請求項１９】
前記リレー光学系の前記正の第２レンズ群Ｇ２の前記外部光学系側の画角は、前記外部光学系側の画角を含み、
前記正の第１レンズ群Ｇ１の画角に対応する眼底の像は、前記正の第２レンズ群Ｇ２を介して前記外部光学系に転送される、
請求項８に記載のリレー光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、技術的に、２０１６年８月３１日に出願された米国特許仮出願第６２／３８１，７６８号、及び２０１７年８月１日に出願された米国特許仮出願第６２／５３９，７３３号に関連している。これらの仮出願の開示は参照によって本明細書中に援用される。
【０００２】
本発明は一般に、眼診断撮像装置に関し、特に、高品質広視野眼底画像を撮影するように構成された携帯型ハンドヘルドのスマートフォンベースの網膜カメラに関する。携帯電話プラットフォームの使用により、眼底画像の取得、記憶、及び解析が可能な完全に組み込まれたシステムが作られ、前記眼底画像は遠隔評価のために前記電話から無線通信システムを介して直接送信されることが可能である。
【背景技術】
【０００３】
眼底撮像は、多くの網膜疾患の診断、監視、及び管理において広範に使用されている。現在の撮像システムにおいて見出される１つの制限は、撮像機器のかさばった据え置き型の性質である。従来の眼底カメラは、扱いにくい卓上型装置であり、これらの装置の脆弱性、大きなサイズ、及び重い重量により、容易に移動可能ではない。実際には、そのような眼底カメラはまた、背筋を伸ばして座ることを患者に強要し、これは病気の患者及び入院患者にとって困難な場合がある。寸法の制約に加えて、眼底カメラは、照明と撮像画面とデータ処理ユニットとに電力を供給するための電源を必要とする。多くの場合、この電源は、中央の壁埋め込み型の電源プラグによって提供され、眼底カメラが適切に機能するためには継続的な電力が必要とされる。
【０００４】
デジタル眼底カメラが考えられているが（これらのうちのいくつかはｉＰｈｏｎｅ（登録商標）などの携帯電話又は同様の装置、一般にモバイル装置に基づく）、そのようなカメラは、（ｉ）使用されるモバイル装置の光学系と撮像される視覚系との間の光学的共役の欠如、（ｉｉ）視覚系の選択された表面の撮像に関連する不十分な視野（ＦＯＶ）、これは取得された画像の複数の計算「縫合」の必要性をもたらす、（ｉｉｉ）得られる画像を損なう著しい残存収差、及び（ｉｖ）上記の組み合わせ、のうちの任意のものによって引き起こされる実質的な動作制限を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、高コストの医療装置の代替品として機能するように構成された低コストのハンドヘルド装置であって、視覚系の眼科検査の間に前記視覚系の表面（１又は複数）のデジタル画像を記録することを可能にし、同時に、現在知られている撮像システムソリューションを特徴付ける動作上の欠点のない、ハンドヘルド装置に対する必要性が依然として存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、移動体通信機器の本体内に収容された第１のレンズ系であって、前記第１のレンズ系は第１の光軸と、前記本体に関連付けられた基準平面内で空間内に固定された第１の入射瞳孔と、第１の焦点距離とを有する、第１のレンズ系と、最低でも４８６ｎｍ〜最低でも６５６ｎｍのスペクトル範囲内で回折限界結像を提供する光学望遠鏡とを含み、この光学システムは、前記光学望遠鏡が前記第１のレンズ系と眼の視覚系の入射瞳孔（ＥＰＥ）との間に挿入されている場合に、前記ＥＰＥを前記第１の入射瞳孔上に実質的に等倍で結像し、且つその逆も行うように構成されている。
【０００７】
特定の実施の形態についての以下の詳細な説明を、一定の縮尺率ではない図面と組み合わせて参照することにより、本発明はより十分に理解されるであろう
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】窓２１４Ｗ及び図示しない光学系（画像撮影レンズ系（カメラレンズ））を介して被検眼の眼底を撮影する画像撮影部（カメラセンサー）２１４を備えた携帯電話２０と、携帯電話２０に取り付けられるアタッチメント２２とを示す図である。
【図２】携帯型装置の出射瞳孔を補完し、携帯電話カメラ瞳の像を眼瞳孔上にリレーする、第１の実施の形態の光学列の概略図である。
【図３】様々な視野高についての、図２の第１の実施の形態を用いた結像の回折限界品質を特徴付けるスポットダイアグラムを含む。
【図４】本発明の考え方に従って構成されたアフォーカルリレーシステムを表し且つ人間の眼のナヴァロモデル（Ｎａｖａｒｒｏ  ｍｏｄｅｌ）と組み合わせて示された、光学列５００の第２の実施の形態を示す。
【図５】様々な視野高についての、図４の第２の実施の形態のスポットダイアグラムを示す。
【図６Ａ】第１の実施の形態の眼底の画像撮影視野とイメージサンセとの間の大きさの関係を示す図である。
【図６Ｂ】第２の実施の形態の眼底の画像撮影視野とイメージサンセとの間の大きさの関係を示す図である。
【図７】第３の実施の形態のアタッチメント２２の構成を示す概略図である。
【図８】第４の実施の形態のアタッチメント２２の構成を示す概略図である。
【図９】第５の実施の形態のアタッチメント２２の構成を示す概略図である。
【図１０】携帯電話２０の電気的構成を示す図である。
【図１１】アタッチメント２２と携帯電話２０の使用方法を説明するフローチャートである。  一般に、図面内の要素のサイズ及び相対的なスケールは、図面の簡潔さ、明瞭性、及び理解を適切に促進するために、実際のものとは異なるように設定されている場合がある。同じ理由で、１つの図面内に存在する全ての要素が別の図面内に必ずしも示されているとは限らない。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１には、窓２１４Ｗ及び図示しない光学系（画像撮影レンズ系（カメラレンズ））を介して被検眼の眼底を撮影する画像撮影部（カメラセンサー）２１４を備えた携帯電話２０と、携帯電話２０に取り付けられるアタッチメント２２と、が示されている。
なお、本発明の説明において、携帯電話とは、移動体通信機器、モバイルフォン（携帯端末器）、無線通信システムとよばれる装置と同一であり、眼底カメラは、携帯用ハンドヘルドスマートフォンベースの網膜カメラ又は安価なハンドヘルド機器と呼ばれる装置と同一である。
【００１０】
携帯電話のカメラレンズは、カメラセンサー上の結像レンズである。もちろん、携帯電話メーカーが既に提供している。
【００１１】
本発明者は、携帯電話のカメラレンズの非常に有用な特性を利用する。これは、ほぼ回折限界であり、入射瞳孔は、レンズの前面にあり、携帯電話カメラの窓の内側にある。
【００１２】
携帯電話が広角カメラと望遠カメラの両方を持っていれば、それらは同じ位置に瞳孔を持っている。つまり、機械的に携帯電話を横方向にシフトさせると、いずれかの携帯電話カメラを使うことができる。４０度と８０度との視野の眼底カメラの間の画素の数に対して、大きなロスなく簡単なズーミングが可能である。
【００１３】
携帯電話用カメラレンズの他の有用な機能は、視野が眼底カメラに求められるものと似ている点である。そのため、瞳孔リレーは倍率が１ｘの倍率（１倍）に近くなる。つまり、倍率色収差と歪みは小さくなる。光学設計は比較的簡単である。
【００１４】
コース合焦は、異なる患者のジオプターの設定に対応するために、レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の間隔の機械的な調整である。微細な合焦は、携帯電話のカメラの内蔵オートフォーカスシステムです。
【００１５】
本発明の開示される実施の形態によれば、非臨床位置において眼（網膜など）の構造（１又は複数）を撮像するように構成された、光学要素及び照明要素に動作可能に結合された携帯電話（あるいはタブレット又は別のスマート装置）の撮像光学検出システム（カメラ）とプログラマブルプロセッサとを用いて補完されたハンドヘルド眼撮像装置のための、モジュール式機器とその使用方法が開示される。前記モジュール式機器は、複数機能（フルオレセイン撮像、蛍光、明視野、赤外線（ＩＲ）撮像、近赤外線（ＮＩＲ）撮像）、及び眼の複数領域撮像（網膜、角膜、外部など）を、画像処理、記憶、並びに遠隔記憶及び評価のための無線データ伝送という追加機能と共に提供する。取得された眼画像はまた、前記装置から患者の電子医療記録に、中間のコンピュータシステムなしに直接送信されることが可能である。
【００１６】
網膜の視野（ＦＯＶ）は眼底撮像の技術仕様であり、これは眼底カメラの開発における重要な考慮事項である。ＦＯＶは、眼の瞳孔を通した角度であってその角度において網膜が撮像される、角度を表す。前記装置からの照明光は網膜に入り、前記網膜からの反射光は、前記装置のセンサーにおいて像を形成するために使用される。標準的な眼底カメラは約４０度〜４５度のＦＯＶを有する。
【００１７】
例えば＜ｐｅｅｋｖｉｓｉｏｎ．ｏｒｇ／ｗｈａｔ−ｉｔ−ｄｏｅｓ＞で開示されているデジタル撮像システム（本明細書中ではピークシステムと呼ばれる）においては、携帯電話カメラが、ユーザの眼のできるだけ近くに配置することによってユーザの網膜の写真を撮るために使用される。この状況において、携帯電話光学系の入射瞳孔（ＥＰ）（これは通常、その前部窓のすぐ内側の前部レンズ要素に位置している）は、ユーザの眼のＥＰ又は虹彩（すなわち、検査される視覚系のＥＰ）と光学的に共役ではない。（構成及び動作において同様に制限された装置が＜ｗｗｗ．ｄ−ｅｙｅｃａｒｅ．ｃｏｍ＞において開示されている。）結果として−当業者によって容易に理解されるように−採用される光学系によって形成される網膜の像は多くの収差を不可避的に含み、これにより、通常の補正されていない／対処されていない状況下では、撮像された網膜の条件／状態をユーザが意図したように正しく評価することは可能にならない。特に、ピークシステムを用いた網膜の撮像に関連するＦＯＶは、したがって、視神経の周りの中心窩領域と黄斑領域との寸法に対する眼瞳孔寸法の比率によって実質的に制限され、画像品質は悪い。この解決法はいくつかの網膜病変のための有用な低コストの診断情報を提供するが、他のより微妙な網膜病変が観察され得るように、網膜のより大きな領域を、より高い分解能で撮像することが有利である。
【００１８】
＜ｂｏｓｃｈ−ｅｙｅｃａｒｅ．ｃｏｍ／ｅｎ／ｅｙｅｃａｒｅ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｆｕｎｄｕｓ＿ｉｍａｇｉｎｇ／ｆｕｎｄｕｓ＿ｉｍａｇｉｎｇ．ｈｔｍｌ＞に記載されているボッシュ（Ｂｏｓｃｈ）の眼底カメラもまた、＋／−４０度以内のＦＯＶの撮像に制限される。Ｊｅｄｍｅｄは同様のシステムを記載している：＜ｊｅｄｍｅｄ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｐｏｒｔａｂｌｅ−ｆｕｎｄｕｓ−ｃａｍｅｒａ＞。ボルクオプティカル（Ｖｏｌｋ  Ｏｐｔｉｃａｌ）によって提供されている解決法は、網膜表面の撮像に関して動作的に制限されたシステムのもう１つの例である（＜ｖｅａｔｃｈｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ｃｏｍ／Ｖｏｌｋ−Ｐｉｃｔｏｒ−Ｐｌｕｓ−Ｐｏｒｔａｂｌｅ−Ｒｅｔｉｎａｌ−Ｃａｍｅｒａ＞を参照）。
【００１９】
関連技術の既存の眼底カメラに関連する動作上の問題（低ＦＯＶを有し、これにより、網膜から取得された光学データの複数の計算「縫合」の必要性がもたらされること、及び実質的な残存収差を有し、これにより、得られる「縫合された」画像の全体的品質の有害な減少がもたらされること）は、１ｘに近い倍率レベルにおいて動作する色消しアフォーカルリレー（望遠鏡）として構成されたワイド８０度（フルアングル）ＦＯＶを有するコンパクトな低コストの眼底カメラを提供して、モバイル装置の光学系の空間的に固定されたＥＰ内への、直径２ｍｍの（無散瞳）眼瞳孔の、回折限界分解能を有する結像を実現することによって解決される。
【００２０】
本発明の実施の形態は、約７５度〜８０度のフルアングルＦＯＶであって収差もケラレも有さないと想定される（これは当業界で公知のそのような光学系の公称の回折限界性能を考慮すると妥当な想定である）フルアングルＦＯＶと、直径約２ｍｍのＥＰサイズ（空間内に固定されたモバイル装置のＥＰ）とを有する、携帯電話（又は別のモバイル装置）の一般的な内蔵撮像光学系のパラメータを利用して、モバイル装置のＥＰへの、眼のＥＰの結像のための、約１ｘの光学リレー系を提供する。
【００２１】
無散瞳眼のＥＰと一般的なモバイル装置の光学系のＥＰとの間で一般的に得られる寸法の一致を考慮して、本発明のアフォーカルリレーは、約１ｘの倍率を有する結像を提供するように構成されており、それにより約８０度の眼の入口におけるフルアングルＦＯＶが確実になる。これは関連技術の一般的な眼底カメラのＦＯＶの約２倍であり、人間の眼の全水平視野の約半分である。したがって本発明のレンズを使用した単一の結像露光により、一般的な眼底カメラより実質的に大きな網膜の面積がカバーされる。その上、本発明のレンズ系を用いて獲得された網膜のいくつかの（例えば４つの）画像ショットの空間的縫合が試みられる場合、「縫合された」画像が全網膜をカバーするだけでなく、前記縫合は、縫合される個別視野の間のほぼ５０％のオーバーラップを維持しながら得られる。当業者は、構成する個別画像のそのような空間的オーバーラップを、関連技術において記載されたシステムを使用して得ることは不可能であるということを容易に理解するであろう。既存のシステムは４０度以下のはるかに小さな視野を有するため、全網膜（約１６０度）をカバーするためには、（既存のシステムを用いて取得される）はるかに多くの個別画像をオーバーラップしなければならず、あるいはより小さなオーバーラップを有さなければならない。しかし構成する画像の間のオーバーラップがより大きければ、アライメントに使用するためのより多くの特徴（網膜の撮像の場合は主として血管）が存在するため、得られる縫合された画像の品質はより良くなるということが当業界において認識されている。本実施の形態の利点は、各個別の構成する画像が網膜表面のより多くをカバーし、したがって、得られる縫合された画像を形成する場合に、構成する画像の間のオーバーラップの面積を増加させる余裕があり得るということである。
【００２２】
図２は、第１の実施の形態−ここでは回転対称の屈折アフォーカルリレー（望遠鏡）として構成されている−のレンズ系の実装を通してのＹ−Ｚ断面を示す。便宜上、図示されているように、光線は図２の右側の携帯電話カメラＥＰから、アタッチメント２２内の光学系を通して、図２の左側のナヴァロモデルの眼まで追跡されている。携帯電話カメラの瞳孔に最も近いレンズ要素は、図２において要素１としてラベル付けされており、次のレンズ要素は要素２、及び以下同様であり、網膜表面は像平面（ｉｍａｇｅ  ｐｌａｎｅ）と呼ばれる。この設計は２つの接合されたダブレット（眼のＥＰの近くの３２０、及び携帯カメラレンズのＥＰの近くの３１０）を含み、単一の正両凸レンズ３が、本実施の形態の中に存在する光学要素のうちで最も高い集光パワーを有する。接合されたダブレットレンズ３２０は、眼側に対して凹状のメニスカスレンズ要素と接合され、眼側に対して凹状の正メニスカスレンズ要素６から構成されている。第１レンズ群Ｇ１は、接合されたダブレットレンズ３２０と、眼側に対して凹状の正メニスカスレンズ要素４とを含む。接合されたダブレットレンズ３１０は、両凸正レンズ要素２と接合された両凹負レンズ要素１から構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、接合されたダブレットレンズ３１０と、正両凸レンズ要素３とを含む。
【００２３】
１ｘの倍率に近い作動が望ましく且つ関連技術のシステムに勝る明確な動作上の利点を提供し、なぜならそのような光学構成は、関連技術のシステムとは全く対照的に、横色収差及び歪曲収差の補正を容易にするからである。図２の光学設計は、（ナヴァロモデルの）眼（２ｍｍの眼瞳孔直径におけるもの、健康な人間の眼はほぼ回折限界である）の収差を補償するように、且つ８０度のＦＯＶ全体にわたって回折限界分解能の近くを提供するように構成されている。この動作特徴の証拠は図３に示されており、この図は、３つの識別された波長６４３．８５ｎｍ、５４６．１ｎｍ、及び４７９．９９ｎｍにおける、球状の網膜に局所的に接する平面内の光線収差（スポットダイアグラム）を示す。図３に示すように、且つ各波長についてエアリーディスク曲線内に入るスポットダイアグラムによって納得のいくよう立証されるように、収差は全可視スペクトルにわたって実質的に補正され、しかしスペクトルの赤端においてはさらに小さい（ここでは網膜からの後方散乱光が青におけるものより約５倍強く、これは網膜の結像の間、動作的に優先される）。可視スペクトル全体にわたるそのような回折限界性能は、提案される発明を関連技術におけるものから決定的に且つ有利に区別する。実際には、光学系の提案される設計は、平均的な眼に典型的な光学収差を、本発明の実施の形態の接眼レンズ部のものと均衡させることによって、網膜の回折限界結像が実現されるようなものである。
【００２４】
本発明のシステムの実施の形態において利用される対物レンズに関するいくつかの注意事項がある。表１、表２、及び表３は、図２の第１の実施の形態のレンズ要素の光学列（シーケンス）を表すデータを提供し、表４、表５、及び表６は、図４の第２の実施の形態のレンズ要素の光学列（シーケンス）を表すデータを提供し、これらの光学列（シーケンス）は、本発明の考え方に従って構成されるレンズ系を形成する。実施の形態のための設計処方は、Ｃｏｄｅ  Ｖを用いて生成されたものであり、対応する図面を参照して説明される。これらの表では、光学要素、及び場合によっては、前記要素のうちのいくつかを分離している媒体は、（図４に示されている）オブジェクト／ターゲット平面に最も近いものから開始して眼の網膜表面に向かって、「後ろ向き」のやり方で番号付けされている。光学要素の番号付けへのこのアプローチにより、当業者によって理解されるように、光学設計のプロセス中にＮＡと、像空間内での−すなわち眼の空間内での−系の挙動を特徴付けるパラメータとを定義するのがより容易になる。オブジェクトに最も近いレンズ要素は、表４及び図４の両方において要素１としてラベル付けされており、次のレンズ要素は要素２、及び以下同様であり、網膜表面は像平面と呼ばれる。特に、人間の眼のナヴァロモデルとの組み合わせが選択されており、その一般的な光学特性及び幾何学的特徴が、系の適切な評価のために本発明のリレー系の設計内に含まれなければならない。
【００２５】
所与の表面についての正の半径値は、この表面の曲率中心が前記表面の左側にあることを示し、負の半径値は、曲率中心が前記表面の右側にあることを示す。寸法はミリメートル単位で示されている。厚さは所与の表面から次の表面までの軸方向距離として定義されている。示される像径は近軸値であり、光線追跡値ではない。加えて、色収差−存在する場合−の記載に関して、単色設計と多色設計との間のストレール比における減少は、指定されたスペクトルバンド上での色収差からのコントラスト損失を表し、最良の個別焦点（ｂｅｓｔ  ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ  ｆｏｃｕｓ）における変化は、残存像面湾曲（ｒｅｓｉｄｕａｌ  ｆｉｅｌｄ  ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）を示す。
【００２６】
本開示及び添付の特許請求の範囲の目的のために、目下の値、要素、特性、又は特徴の記述子に関しての用語「実質的に」、「概ね」、「約」、及び同様の用語の使用は、言及される値、要素、特性、又は特徴が、必ずしも正確に述べられた通りではないにしても、実際的な目的のために、当業者によって述べられたように考慮される、ということを強調することが意図される。これらの用語は、指定された特徴又は特質記述子に適用された場合、近似の言語を妥当に示すこと、及び指定された特徴又は記述子をその範囲が当業者によって理解されるように記載することなどのために、「大部分」、「主として」、「かなり」、「概して」、「本質的に」、「大きな又はかなりの程度まで」、「ほとんど同じだが必ずしも完全に同じではない」を意味する。数値に関して使用される場合、これらの用語は、指定された値を基準にしたプラスマイナス２０％の範囲を表し、より好ましくはプラスマイナス１０％、さらにより好ましくはプラスマイナス５％、及び最も好ましくは指定された値を基準にしたプラスマイナス２％の範囲を表す。
【００２７】
選択された特徴又は概念の記載におけるこれらの用語の使用は、不確定さのための、及び指定された特徴又は記述子に対して数値限定を加えるための、いかなる基礎も意味するものではなく提供するものでもない。当業者によって理解されるように、そのような値、要素、又は特性の正確な値又は特徴の、述べられたものからの実際的な逸脱は、そのような目的のために当業界において許容されている測定方法を使用した場合の典型的な実験測定誤差によって規定される数値範囲内に入り、その中で変わり得る。本発明の範囲内にあるいくつかの特定の場合、用語「概ね」及び「約」は、数値に関して使用される場合、指定された値を基準にしたプラスマイナス２０％の範囲を表し、より好ましくはプラスマイナス１０％、さらにより好ましくはプラスマイナス５％、及び最も好ましくは指定された値を基準にしたプラスマイナス２％の範囲を表す。
【表１】
2019526346.tif 000003
注−正の半径は、曲率中心が右側にあることを示す
負の半径は、曲率中心が左側にあることを示す
−寸法はミリメートル単位で示されている
−厚さは次の表面までの軸方向距離である
−ナヴァロ眼モデルは、Ｊ  Ｏｐｔ  Ｓｏｃ  Ａｍ  Ａ．１９８５年８月、２（８）、１２７３〜８１ページ「非球面によるヒトの眼の順応依存モデル（Ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｍｏｄｅｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｈｕｍａｎ  ｅｙｅ  ｗｉｔｈ  ａｓｐｈｅｒｉｃｓ．）」（ナヴァロ  Ｒ．（Ｎａｖａｒｒｏ  Ｒ．）、サンタマリア  Ｊ．（Ｓａｎｔａｍａｒｉａ  Ｊ．）、ベスコス  Ｊ．（Ｂｅｓｃｏｓ  Ｊ．）著）に記載されている
【表２】
2019526346.tif 000004
【表３】
2019526346.tif 000005
注−ＥＦＬは第１面から測定される
−ＢＦＬは最終面から測定される
【表４】
2019526346.tif 000006
注−正の半径は、曲率中心が右側にあることを示す
負の半径は、曲率中心が左側にあることを示す
−寸法はミリメートル単位で示されている
−厚さは次の表面までの軸方向距離である
−ナヴァロ眼モデルは、Ｊ  Ｏｐｔ  Ｓｏｃ  Ａｍ  Ａ．１９８５年８月、２（８）、１２７３〜８１ページ「非球面によるヒトの眼の順応依存モデル（Ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｍｏｄｅｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｈｕｍａｎ  ｅｙｅ  ｗｉｔｈ  ａｓｐｈｅｒｉｃｓ．）」（ナヴァロ  Ｒ．（Ｎａｖａｒｒｏ  Ｒ．）、サンタマリア  Ｊ．（Ｓａｎｔａｍａｒｉａ  Ｊ．）、ベスコス  Ｊ．（Ｂｅｓｃｏｓ  Ｊ．）著）に記載されている
【表５】
2019526346.tif 000007
【表６】
2019526346.tif 000008
【００２８】
上記の表４、表５、及び表６に記載されているように構成された本発明のリレー系の第２の実施の形態５００は、図４に示されており、３０．６７ｍｍ（モジュラス値）の有効焦点距離を有し、これにより約１０．６ｍｍの（近軸）高を有する像の形成がもたらされ、横色収差（１又は複数）について良好に補正される。本発明の考え方によるレンズ系の実施の形態は、１つのみの単一の非球面表面Ａ（１）を含み、これにより実際的な利点（減少したコストなど）が提供される。図４に示すように、第２の実施の形態は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを含む。第１レンズ群Ｇ１はレンズ要素４及び５を含み、第２レンズ群Ｇ２はレンズ要素１、２、及び３を含む。眼のナヴァロモデルも、リレー系５００と組み合わせて示されている。第２レンズ群Ｇ２は、負の屈折パワーを有し且つ両凸正レンズ要素２と光学的に接触した第１のメニスカスレンズ要素１と、正の光学パワー及び非球面表面Ａ（１）を有し且つ要素１及び２の組み合わせから空間的に分離された要素３とを含む。第２レンズ群Ｇ２は全体として正の光学パワーを有し、要素１の負の光学パワーを無効にする。第１レンズ群Ｇ１は、正レンズ要素４と、眼側に対して凹状の第２のメニスカスレンズ要素５とを含み、全体として正の光学パワーを有する。第１レンズ群Ｇ１は、図４において眼のナヴァロモデルによって示されている検査される眼の近くに位置付けられている。
【００２９】
図５は、本発明の第２の実施の形態５００を用いて対象を結像する間の焦点はずれの影響を視野位置（度単位で表されている）の関数として表すスポットダイアグラムを含む。第２の実施の形態はまた、（ナヴァロモデルの）眼（２ｍｍの眼瞳孔直径におけるもの、健康な人間の眼はほぼ回折限界である）の収差を補償すること、及び８０度のＦＯＶ全体にわたって回折限界分解能の近くを提供することも示されている。各波長についてエアリーディスク曲線内に入るスポットダイアグラムによって納得のいくよう立証されるように、収差は全可視スペクトルにわたって実質的に補正され、しかしスペクトルの赤端においてはさらに小さい（ここでは網膜からの後方散乱光が青におけるものより約５倍強く、これは網膜の結像の間、動作的に優先される）。可視スペクトル全体にわたるそのような回折限界性能は、提案される発明を関連技術から決定的に且つ有利に区別する。実際には、光学系の提案される設計は、平均的な眼に典型的な光学収差を、本発明の実施の形態の接眼レンズ部のものと均衡させることによって、網膜の回折限界結像が実現されるようなものである。第１の実施の形態及び第２の実施の形態のそれぞれについて、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２の焦点距離に関する値を以下に示す。
実施の形態１
群１（接眼レンズ）の焦点距離：ｆ１＝３２．３
群２（対物レンズ）の焦点距離：ｆ２＝３４．４
近軸倍率：ｆ２／ｆ１＝１．０７
実施の形態２
群１（接眼レンズ）の焦点距離：ｆ１＝３８．０
群２（対物レンズ）の焦点距離：ｆ２＝５３．０
近軸倍率：ｆ２／ｆ１＝１．４
広角の網膜像サイズとイメージセンサのサイズとの間の関係に関して、２つの場合が考えられる。場合１では、図６Ａに示すように、眼に入射する８０度の視野がカメラ上に結像して画面の対角線（すなわち、イメージセンサのサイズ）を満たすように倍率が選択される。これは、全てのカメラピクセルが使用されるという利点を有し、しかし８０度の視野のうちのいくらかが上部、底部、及び側部において失われるという欠点も有する。場合２では、図６Ｂに示すように、眼に入射する８０度の視野がカメラ画面（すなわち、イメージセンサのサイズ）上に結像して矩形画面の短寸法を満たすように倍率が選択される。これは、８０度の視野全体が見られるという利点を有し、しかし全てのカメラピクセルが使用されるわけではないという欠点も有する。これはより一般的な眼底カメラ状況であり、しかしこれらの２つの場合は、１．０に近い倍率を１．０〜２．０の範囲内で選択することによって本発明がいずれの状況にも適用可能であることを示している。
【００３０】
本発明の特定の実装はまた、デュアルレンズ（又は一般に複数レンズ）携帯電話カメラを用いた眼底撮像を利用するように構成されていてもよい。例えば、携帯電話が、第２のカメラレンズであって異なる焦点距離（例えば携帯電話の第１のレンズの焦点距離の２倍）を有する第２のカメラレンズを有する場合−前記携帯電話が本発明のアフォーカルリレーを基準にして横方向又は横断方向にシフトされて、前記第２のレンズが前記アフォーカルリレーと光学的に（軸方向で）整列されたならば−網膜の中央の角度部分（前記携帯電話の別のレンズのＦＯＶに比較してより小さいＦＯＶを有する携帯電話レンズに対応するもの）がより高い分解能で撮像され得る。これは中心窩領域及び視神経をより詳しく調べるために有利であり、その上、短い焦点距離のカメラに切り換えることによって、網膜全体を撮影する機能は維持される。あるいはこの場合、８０度以上の視野をより高い解像度でカバーするために、より長い焦点距離のレンズを用いた画像縫合が使用されてもよい。
【００３１】
本発明の範囲は有利には、モバイル装置が、複数のレンズ（光学系）であって（例えば１Ｄ又は２Ｄアレイのレンズとして）互いに隣接して配置された、且つ異なる焦点距離を（したがって異なるＦＯＶを）有する、複数のレンズを有する状況を含む。ここで、図１の実施の形態は、前記実施の形態と前記複数のレンズが配置された平面との間の作動（軸方向）距離を維持しながら、そのような複数のレンズの光軸に垂直な平面内で前記実施の形態を横方向で再位置付けするように構成された（機械的に駆動されるか又はさもなければ例えば電気モーターを使用して駆動される）仕掛け又はポジショナーを介して、モバイル装置の背面と統合されてもよい。前記実施の形態が携帯電話カメラの第１のレンズと同軸状に配置されるように平行移動された場合、眼のＥＰと第１のレンズのＥＰとの間の光学的共役が確立され、本発明の望遠鏡と第１のレンズとを使用した網膜の１ｘ撮像が有利には可能にされる。次の動作工程において、前記実施の形態が携帯電話カメラの第２のレンズと同軸状に配置されるように平行移動された場合、眼のＥＰと第２のレンズのＥＰとの間の光学的共役が確立され、本発明の望遠鏡と第２のレンズとを使用した網膜の１ｘ撮像が可能にされる。複数工程（例えば、Ｎ＞１）の再位置付けの結果として、Ｎ位置ズーム撮像システム（Ｎ−ｐｏｓｉｔｉｏｎ−ｚｏｏｍ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）が実際に実装される。網膜のそのように構成された撮像の間、より小さなＦＯＶを有する携帯電話レンズがアフォーカルリレーの実施の形態と光学的及び機械的に協働された場合、より高い分解能を有する網膜の撮像が（縫合された画像の中央において）達成される、ということが理解される。
【００３２】
さらに、通常、写真が撮られる場合にユーザは眼鏡を装着していないため、ユーザの処方に基づいて眼−接眼レンズ−の最も近くにレンズを合焦することによって、＋／−１０のジオプター調整が提供され得る。カメラの合焦系は微細な合焦のために調整する。
【００３３】
上記の実施の形態によれば、シンプルで小型の安価な眼底カメラが可能となる。また、アタッチメントレンズを使用する従来の眼底カメラと比較して、優れた眼底画像が、約２倍の広さの視野にわたってそして広い波長領域にわたって得られることは明らかである。また、マルチレンズ携帯電話カメラを使用すると、視野の自由度および解像度性能が向上する。
【００３４】
開示された態様又はそれらの態様の部分は、上記に示されていない方法で組み合わされてもよい。したがって本発明は、開示される実施の形態に限定されるものと見なされるべきではない。
【００３５】
次に、図７を参照して、第３の実施の形態を説明する。
図７に示すように、アタッチメント２２は、被検眼１５０の瞳を携帯電話２０の画像撮影部２１４の光学系の瞳位置にリレーするリレー光学系であり、正の第１レンズ群Ｇ１と、正の第２レンズ群Ｇ２とを備えている。正の第１レンズ群Ｇ１と正の第２レンズ群Ｇ２は、同一の光軸を有して実質的にアフォーカル系を形成する。正の第１レンズ群Ｇ１と、正の第２レンズ群Ｇ２とにより、被検眼１５０の瞳を、携帯電話２０の画像撮影部２１４の光学系の瞳にリレーする。
【００３６】
アフォーカルアタッチメントとしての本発明のアフォーカルリレーは、携帯電話のカメラレンズの前面にある。この場合、携帯電話カメラの瞳孔を患者の虹彩（瞳孔）にリレーする働きをする。
【００３７】
正の第１レンズ群Ｇ１及び正の第２レンズ群Ｇ２が、被検眼１５０と携帯電話２０の画像撮影部２１４の前側に配置された光学系との間に配置された場合（図７に示す位置）、第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズ群Ｇ１の被検眼側焦点位置が被検眼１５０の瞳位置に一致して配置され且つ第２レンズ群Ｇ２の携帯電話２０側の焦点位置が携帯電話２０の画像撮影光学系の瞳位置に一致するように、構成される。上記構成によれば、正の第１レンズ群Ｇ１と正の第２レンズ群Ｇ２との組み合わせにより、被検眼の瞳と外部光学系の瞳との間に共役関係が形成される。
【００３８】
第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２を有するアタッチメント２２が、図７に示すように、その光軸が携帯電話２０の画像撮影光学系の光軸に一致する位置に配置された場合、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に、被検眼１５０の眼底の像ＦＩが形成される。
【００３９】
第１レンズ群Ｇ１は、被検眼側から順に、被検眼側に凹面を向けた正メニスカスレンズ３２０と、正レンズ３４０とを有し、第２レンズ群Ｇ２は、被検眼側から順に、正レンズ３３０と、被検眼側に凸面を向けたメニスカスレンズ３１０とを有する。
【００４０】
被検眼側に凹面を向けた正メニスカスレンズ３２０は、図７に示す構成に限定されず、図２に示す構成でもよく、被検眼側に凹面を向けた正メニスカスレンズ６と、被検眼側に凹面を向けたメニスカス５との接合レンズでもよい。
【００４１】
第２レンズ群Ｇ２の被検眼側に凸面を向けたメニスカスレンズ３１０は、図７に示すように、両凸正レンズ３１０Ａと両凹レンズ３１０Ｂとの接合レンズでもよい。また、レンズ面の形状としては適宜非球面を採用することができ、第２実施例では、第２レンズ群Ｇ２の中の両凸正レンズの被検眼側の凸面に非球面を設けている。
【００４２】
第１レンズ群Ｇ１の焦点距をｆ１、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２、両レンズ群Ｇ１、Ｇ２の主平面間隔をＤとするとき、実質的に以下の条件を満たすことが好ましい。
ｆ１＋ｆ２＝Ｄ
【００４３】
上記のように第１レンズ群Ｇ１と正の第２レンズ群Ｇ２は実質的にアフォーカル系を形成する場合には、次の条件を満たすことが好ましい。
０．９＜ｆ２／ｆ１＜２．２
また、実用上、１．０≦ｆ２／ｆ１＜２．０の条件を満足することが好ましい。
【００４４】
第１レンズ群Ｇ１の焦点距ｆ１及び第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２は、次の条件を満たす。
３０ｍｍ＜ｆ１＜５０ｍｍ、
３０ｍｍ＜ｆ２＜６０ｍｍ
【００４５】
携帯電話２０の光学系側の第２レンズ群Ｇ２の画角は、携帯電話２０の光学系の画角を含み、好ましくは一致する。第１レンズ群Ｇ１の画角に対応する被検眼眼底の画像撮影視野（ＦＯＶ）の像は、第２レンズ群Ｇ２を介して携帯電話２０の光学系に転送される。
【００４６】
上記のすべての例では、アタッチメント２２のリレー光学系（Ｇ１、Ｇ２）の１ｘの倍率は、収差補正に最適である。小さい倍率を導入することにより、携帯電話のカメラよりも大きな視野を実現し、また、設計は依然として良好な収差補正を達成することができる。より大きい視野は網膜の多くの病理が８０°内に見られるという点で有益であり、網膜の中央の４０°でより詳細に見るために携帯電話の望遠レンズカメラに切り替えることは可能である。
【００４７】
また、アタッチメント２２は、電源３８０と、電源３８０により電力が供給される光源３６２と、光源３６２から発光された光を、第２レンズ群Ｇ２側に反射し、第２レンズ群Ｇ２を介した被検眼１５０からの反射光を携帯電話２０に透過するビームスプリッタ３７２とを備えている。
【００４８】
後述する画像撮影モードでは、光源３６２から発光された光は、ビームスプリッタ３７２で、第２レンズ群Ｇ２側に反射し、第１レンズ群Ｇ１を介して、被検眼１５０の眼底に到達する。被検眼１５０の眼底に到達した光は、眼底で反射し、反射光は、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２を介してビームスプリッタ３７２に到達し、ビームスプリッタ３７２を透過し、携帯電話２０に到達する。正の第１レンズ群Ｇ１と、正の第２レンズ群Ｇ２とにより、被検眼１５０の瞳を、携帯電話２０の画像撮影部２１４の光学系の瞳にリレーする。
【００４９】
次に、第４の実施の形態を説明する。図８に示す第４の実施の形態は第３の実施の形態と同様の部分があるので、同様の部分には、同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分を説明する。
図８に示すように、アタッチメント２２は、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２の他に、光源３６２、そのための電源３８０を有する。光源３６２からの発散光は集光レンズ３６４により平行光となってディフューザー３６６に入射して発散光となり、リング状の開口部を有するリング絞り３６８を照明する。このリング状開口を通過して光は、ビームスプリッタ３７２にて反射されて第２レンズ群及び第１レンズ群Ｇ１を通って、被検眼１５０へ導かれる。そして、第２レンズ群Ｇ２及び第１レンズ群Ｇ１の作用によってリング絞り３６８のリング状開口の像が、被検眼の角膜上に形成され、被検眼の眼底部を照明する。
【００５０】
次に、第５の実施の形態を説明する。図９に示す第５の実施の形態は第３の実施の形態と同様の部分があるので、同様の部分には、同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分を説明する。図９に示すように、アタッチメント２２は、光源３６２に接続された接点３８２を備えている。携帯電話２０は、携帯電話２０の図示しないバッテリに接続された接点２０Ｃを備えている。アタッチメント２２が携帯電話２０に取り付けられると、アタッチメント２２の接点３８２と、携帯電話２０の接点２０Ｃとが接続される。上記のように、接点３８２は光源３６２に接続し、携帯電話２０の接点２０Ｃには、携帯電話２０の図示しないバッテリが接続されているので、携帯電話２０の図示しないバッテリからの電力は、接点２０Ｃ及び接点３８２を介して光源３６２に供給される。
【００５１】
なお、第４の実施の形態（図８参照）において、電源３８０を省略し、アタッチメント２２に接点３８２を設け、且つ、携帯電話２０に接点２０Ｃを設け、アタッチメント２２が携帯電話２０に取り付けられると、アタッチメント２２の接点３８２と、携帯電話２０の接点２０Ｃとが接続され、携帯電話２０の図示しないバッテリからの電力が、接点２０Ｃ及び接点３８２を介して、光源３６２に供給されるようにしてもよい。
【００５２】
上記のすべての例では、ビームスプリッタ３７２を用いているが、光源３６２からの光の効率的な利用のため、ビームスプリッタ３７２に代えて偏光ビームスプリッタを設け、光源３６２と偏光ビームスプリッタとの間に偏光子を配置し、偏光ビームスプリッタと携帯電話２０との間に検光器を設けてもよい。そして、第２レンズ群Ｇ２と偏光ビームスプリッタとの間に４分の一波長版（ｑｕａｒｔｅｒ  ｗａｖｅ  ｐｌａｔｅ）を挿入して、被検眼へ円偏向を供給する構成とすることも可能である。
【００５３】
次に、図１０を参照して、上記のすべての例の携帯電話２０の電気的構成を説明する。図１０に示すように、携帯電話２０は、コンピュータ２００を備えている。コンピュータ２００は、ＣＰＵ２０２、ＲＯＭ２０４、ＲＡＭ２０６、入出力（Ｉ／Ｏ）ポート２０８を備えている。ＣＰＵ２０２、ＲＯＭ２０４、ＲＡＭ２０６、入出力（Ｉ／Ｏ）ポート２０８は、バス２１０を介して相互に接続されている。入出力（Ｉ／Ｏ）ポート２０８には、補助記憶装置２１２、画像撮影部２１４、スピーカ２１６、表示部２１８、通信部２２０、ホームボタン２２２、画像撮影ボタン２２４、及びオートフォーカス機構２２６が接続されている。
【００５４】
次に、図１１を参照して、アタッチメント２２と携帯電話２０の使用方法を説明する。
ステップ４０２で、ユーザは、アタッチメント２２を携帯電話２０に装着する。携帯電話２０に電源のスイッチがオンされると、ステップ４０４で、眼底撮影アプリケーションが起動する。ステップ４０６で、ユーザは、画像撮影部２１４の画像撮影位置に目を保持する。
【００５５】
ステップ４０８で携帯電話２０のホームボタン２２２がオンされることで、ＣＰＵ２０２は、画像撮影モードを開始する。画像撮影モードが開始されると、画像撮影部２１４は、アタッチメント２２を介して、眼底画像を撮影する。
【００５６】
ステップ４１０で、ＣＰＵ２０２は、オートフォーカス機構２２６を調整して、ピントを自動調整し、ピントが自動調整されると、画像撮影部２１４の眼底の撮影範囲が適切か否かを判断する。具体的には、眼底画像の画像データの各画素値と、瞳の部分か周囲の部分かを区別するためのしきい値とから、画像撮影部２１４の眼底の撮影範囲の中での被検眼１５０の瞳の位置を検出する。検出した瞳の位置が撮影範囲の中に入っているか否かを判断することにより、撮影範囲が適切か否かを判断する。
【００５７】
ステップ４１０で、眼底の撮影範囲が適切でないと判断した場合には、ステップ４１２で、ＣＰＵ２０２は、スピーカ２１６を介して携帯電話２０の保持位置を変更するための音声指示を発する。例えば、瞳位置が、画像撮影部２１４の撮影範囲より上側に位置している場合には、スピーカ２１６を介して、「携帯電話を上げて下さい」と音声出力する。なお、「携帯電話を上げて下さい」との音声出力の代わりに又は当該音声出力と共に、表示部２１８に「携帯電話を上げて下さい」と表示してもよい。
【００５８】
ユーザの眼底の位置が画像撮影部２１４の撮影範囲に適切に位置すると判断した場合には、ステップ４１４で、ＣＰＵ２０２は、表示部２１８に、画像撮影指示を表示する。表示部２１８に表示された画像撮影指示を見たユーザは、画像撮影ボタン２２４をオンする。なお、画像撮影指示を表示部２１８に表示することに限定されず、当該表示に代え又は当該表示と共に、スピーカ２１６を介して画像撮影指示を音声出力してもよい。画像撮影ボタン２２４がオンされると、ステップ４１６で、ＣＰＵ２０２は、画像撮影ボタン２２４がオンされたことを検知する。画像撮影ボタン２２４がオンされたことが検知されると、ステップ４１８で、画像撮影部２１４により撮影された眼底画像を補助記憶装置２１２に記録し、ステップ４２０で、通信部２２０を介して、眼底画像の画像信号を、眼底画像サーバ２５０に送信する。
【００５９】
ステップ４１４、４１６の処理を省略し、ＣＰＵ２０２は、ユーザの眼底の位置が画像撮影部２１４の撮影範囲に適切に位置すると判断した場合には、ステップ４１８で、画像撮影部２１４により撮影された眼底画像を補助記憶装置２１２に記録し、ステップ４２０で、通信部２２０を介して、眼底画像の画像信号を、眼底画像サーバ２５０に送信する。
【００６０】
以上説明した全ての例では、携帯電話２０は、１つの光学系（画像撮影レンズ系（カメラレンズ））を備えているが、本開示の技術はこれに限定されず、複数の画角に応じた複数の光学系を備えるようにしてもよい。例えば、眼底の中央部ばかりではなく、中央部の周辺の部分の周辺部をも撮影する場合に対処するため、携帯電話２０は、広角用の第１の光学系と、広角より画角が小さい標準の画角用の第２の光学系とを備えるようにしてもよい。眼底の中央部及び周辺部を撮影する第１のモードでは、第１の光学系を介して眼底の中央部及び周辺部の画像を画像撮影部２１４に結像する。中央部のみを撮影する第２のモードでは、第２の光学系を介して眼底の中央部のみの画像を画像撮影部２１４に結像する。
【００６１】
２０  携帯電話
２２  アタッチメント
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
３２０  メニスカスレンズ
３２０Ａ  メニスカスレンズ
３２０Ｂ  メニスカスレンズ
３４０  正レンズ
３３０  正レンズ
３１０  メニスカスレンズ
３１０Ａ    両凸正レンズ
３１０Ｂ  両凹レンズ
３２０  正メニスカスレンズ
３２０Ａ  正メニスカスレンズ
３２０Ｂ  メニスカスレンズ
【図１】
2019526346.tif 000009
【図２】
2019526346.tif 000010
【図３】
2019526346.tif 000011
【図４】
2019526346.tif 000012
【図５】
2019526346.tif 000013
【図６Ａ】
2019526346.tif 000014
【図６Ｂ】
2019526346.tif 000015
【図７】
2019526346.tif 000016
【図８】
2019526346.tif 000017
【図９】
2019526346.tif 000018
【図１０】
2019526346.tif 000019
【図１１】
2019526346.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月9日(2019.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学撮像システムであって、
モバイル通信装置の本体内に収容された第１のレンズ系であって、前記第１のレンズ系は第１の光軸と、前記本体に関連付けられた基準平面内で空間内に固定された第１の入射瞳孔と、第１の焦点距離とを有する、第１のレンズ系と、
４８６ｎｍ〜６５６ｎｍのスペクトル範囲内で回折限界結像を提供する光学望遠鏡と
を含み、前記光学撮像システムは、前記光学望遠鏡が前記第１のレンズ系と眼の視覚系の入射瞳孔（ＥＰＥ）との間に挿入されている場合に、前記ＥＰＥを前記第１の入射瞳孔上に実質的に等倍で結像し、且つその逆も行うように構成されている、
光学撮像システム。
【請求項２】
前記モバイル通信装置の本体内に収容された第２のレンズ系であって、前記第２のレンズ系は第２の光軸と、前記基準平面内で空間内に固定された第２の入射瞳孔と、第２の焦点距離とを有し、前記第２の入射瞳孔は前記基準平面内で前記第１の入射瞳孔から横方向にオフセットされている、第２のレンズ系と、
前記光学望遠鏡を前記本体に接続するための手段であって、前記手段は、前記基準平面内に位置する線に沿った第１の位置から第２の位置までの、前記光学望遠鏡の移動を提供するように構成された、手段と、
をさらに含み、
前記第１の位置は、前記光学望遠鏡の光軸と前記第１の光軸とが実質的に一致する場合と定義され、
前記第２の位置は、前記光学望遠鏡の前記光軸と前記第２の光軸とが少なくとも部分的に一致する場合と定義された、
請求項１に記載の光学撮像システム。
【請求項３】
前記第１の光軸と前記第２の光軸とは実質的に互いに平行である、請求項２に記載の光学撮像システム。
【請求項４】
前記光学撮像システムは、前記光学望遠鏡が前記第２のレンズ系と前記ＥＰＥとの間に挿入されている場合に、前記ＥＰＥを前記第１の入射瞳孔上に実質的に等倍で結像し、且つその逆も行うように構成されている、請求項２に記載の光学撮像システム。
【請求項５】
前記第１のレンズ系は、光学ダブレットを形成するように正レンズ要素と接合された、負の光学パワーを有するメニスカスレンズ要素と、前記光学ダブレットから空間的に分離された正の光学パワーのレンズ要素とを含む、請求項１に記載の光学撮像システム。
【請求項６】
網膜を撮像するための方法であって、前記方法は、
通信装置内に構築された第１のレンズ系と眼との間に光学望遠鏡を位置付けて、眼の入射瞳孔（ＥＰＥ）を前記第１のレンズ系の第１の入射瞳孔（ＥＰ）上に、（ｉ）等倍、及び（ｉｉ）最低でも４８６ｎｍ〜最低でも６５６ｎｍのスペクトル範囲内での回折限界結像、を含む結像条件下で結像させること、
前記光学望遠鏡を通した前記眼の前記網膜の第１の像を、前記通信装置の第１のセンサーを用いて記録すること、
を含む、方法。
【請求項７】
前記光学望遠鏡と前記通信装置とを、前記第１のレンズ系の光軸に対する横断方向において、前記通信装置内に構築された第２のレンズ系の光軸が前記光学望遠鏡の光学系と実質的に一致するまで、互いに相対的に再位置付けすること、
前記光学望遠鏡を通した網膜表面の第２の像を、前記通信装置の第２のセンサーを用いて記録すること、
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
被検眼の瞳を外部光学系の瞳位置にリレーするリレー光学系であって、
正の第１レンズ群Ｇ１と、正の第２レンズ群Ｇ２とを備え、
前記正の第１レンズ群Ｇ１と前記正の第２レンズ群Ｇ２は、同一の光軸を有してアフォーカル系を形成し、且つ前記被検眼の瞳と前記外部光学系の瞳との間の共役関係を形成する、
リレー光学系。
【請求項９】
前記正のリレー光学系は、前記被検眼と前記外部光学系との間に配置された場合、前記正の第１レンズ群Ｇ１の前記被検眼側の焦点位置が、前記被検眼の瞳位置に一致し、且つ前記正の第２レンズ群Ｇ２の前記外部光学系側の焦点位置が、前記外部光学系の瞳位置に一致するように、構成される、
請求項８に記載のリレー光学系。
【請求項１０】
前記正の第１レンズ群Ｇ１と前記正の第２レンズ群Ｇ２との間に、前記被検眼の眼底の像が形成される、請求項８に記載のリレー光学系。
【請求項１１】
前記外部光学系は画像撮影レンズ系を備える、請求項８に記載のリレー光学系。
【請求項１２】
前記外部光学系は携帯型カメラの画像撮影レンズを備える、請求項８に記載のリレー光学系。
【請求項１３】
前記正の第１レンズ群Ｇ１は、前記被検眼側から順に、前記被検眼側に凹面を向けた正メニスカスレンズと、正レンズとを含み、前記正の第２レンズ群Ｇ２は、前記被検眼側から順に、正レンズと、前記被検眼側に凸面を向けたメニスカスレンズとを含む、請求項８に記載のリレー光学系。
【請求項１４】
前記正の第１レンズ群Ｇ１の前記正メニスカスレンズは、前記被検眼側に向く凸面を有する正メニスカスレンズ要素と、前記被検眼側に向く凸面を有するメニスカスレンズとで構成された正の複合メニスカスレンズとして形成される、請求項１３に記載のリレー光学系。
【請求項１５】
前記正の第２レンズ群Ｇ２の前記メニスカスレンズは、両凸正レンズと両凹レンズとの複合メニスカスレンズとして形成される、請求項１３に記載のリレー光学系。
【請求項１６】
前記正の第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１、前記正の第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２、  両レンズ群の主平面間隔をＤとするとき、実質的に以下の条件を満たす、請求項８に記載のリレー光学系。
ｆ１＋ｆ２＝Ｄ
【請求項１７】
前記正の第１レンズ群Ｇ１と前記正の第２レンズ群Ｇ２とは、実質的にアフォーカルリレー系を形成し、次の条件を満たす、請求項１６に記載のリレー光学系。
０．９＜ｆ２／ｆ１＜２．２
【請求項１８】
次の条件を満たす、請求項１６に記載のリレー光学系。
３０ｍｍ  ＜  ｆ１  ＜  ５０ｍｍ  、
３０ｍｍ  ＜  ｆ２  ＜  ６０ｍｍ
【請求項１９】
前記リレー光学系の前記正の第２レンズ群Ｇ２の前記外部光学系側の画角は、前記外部光学系側の画角を含み、
前記正の第１レンズ群Ｇ１の画角に対応する眼底の像は、前記正の第２レンズ群Ｇ２を介して前記外部光学系に転送される、
請求項８に記載のリレー光学系。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
粗い合焦は、異なる患者のジオプターの設定に対応するために、レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の間隔の機械的な調整である。微細な合焦は、携帯電話のカメラの内蔵オートフォーカスシステムである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
選択された特徴又は概念の記載におけるこれらの用語の使用は、不確定さのための、及び指定された特徴又は記述子に対して数値限定を加えるための、いかなる基礎も意味するものではなく提供するものでもない。当業者によって理解されるように、そのような値、要素、又は特性の正確な値又は特徴の、述べられたものからの実際的な逸脱は、そのような目的のために当業界において許容されている測定方法を使用した場合の典型的な実験測定誤差によって規定される数値範囲内に入り、その中で変わり得る。本発明の範囲内にあるいくつかの特定の場合、用語「概ね」及び「約」は、数値に関して使用される場合、指定された値を基準にしたプラスマイナス２０％の範囲を表し、より好ましくはプラスマイナス１０％、さらにより好ましくはプラスマイナス５％、及び最も好ましくは指定された値を基準にしたプラスマイナス２％の範囲を表す。
【表１】
2019526346.tif 000021
注−正の半径は、曲率中心が右側にあることを示す
負の半径は、曲率中心が左側にあることを示す
−寸法はミリメートル単位で示されている
−厚さは次の表面までの軸方向距離である
−ナヴァロ眼モデルは、Ｊ  Ｏｐｔ  Ｓｏｃ  Ａｍ  Ａ．１９８５年８月、２（８）、１２７３〜８１ページ「非球面によるヒトの眼の順応依存モデル（Ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｍｏｄｅｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｈｕｍａｎ  ｅｙｅ  ｗｉｔｈ  ａｓｐｈｅｒｉｃｓ．）」（ナヴァロ  Ｒ．（Ｎａｖａｒｒｏ  Ｒ．）、サンタマリア  Ｊ．（Ｓａｎｔａｍａｒｉａ  Ｊ．）、ベスコス  Ｊ．（Ｂｅｓｃｏｓ  Ｊ．）著）に記載されている
【表２】
2019526346.tif 000022
【表３】
2019526346.tif 000023
注−ＥＦＬは第１面から測定される
−ＢＦＬは最終面から測定される
【表４】
2019526346.tif 000024
注−正の半径は、曲率中心が右側にあることを示す
負の半径は、曲率中心が左側にあることを示す
−寸法はミリメートル単位で示されている
−厚さは次の表面までの軸方向距離である
−ナヴァロ眼モデルは、Ｊ  Ｏｐｔ  Ｓｏｃ  Ａｍ  Ａ．１９８５年８月、２（８）、１２７３〜８１ページ「非球面によるヒトの眼の順応依存モデル（Ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｍｏｄｅｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｈｕｍａｎ  ｅｙｅ  ｗｉｔｈ  ａｓｐｈｅｒｉｃｓ．）」（ナヴァロ  Ｒ．（Ｎａｖａｒｒｏ  Ｒ．）、サンタマリア  Ｊ．（Ｓａｎｔａｍａｒｉａ  Ｊ．）、ベスコス  Ｊ．（Ｂｅｓｃｏｓ  Ｊ．）著）に記載されている
【表５】
2019526346.tif 000025
【表６】
2019526346.tif 000026
【国際調査報告】
2019526346.tif 000027